JPS6333683B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6333683B2
JPS6333683B2 JP55038804A JP3880480A JPS6333683B2 JP S6333683 B2 JPS6333683 B2 JP S6333683B2 JP 55038804 A JP55038804 A JP 55038804A JP 3880480 A JP3880480 A JP 3880480A JP S6333683 B2 JPS6333683 B2 JP S6333683B2
Authority
JP
Japan
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lenslet
light
lens
photodetectors
optical axis
Prior art date
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Expired
Application number
JP55038804A
Other languages
English (en)
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JPS55130524A (en
Inventor
Eru Sutaufuaa Nooman
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honeywell Inc
Original Assignee
Honeywell Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honeywell Inc filed Critical Honeywell Inc
Publication of JPS55130524A publication Critical patent/JPS55130524A/ja
Publication of JPS6333683B2 publication Critical patent/JPS6333683B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/34Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane
    • G02B7/346Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane using horizontal and vertical areas in the pupil plane, i.e. wide area autofocusing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02Details
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/40Optical focusing aids

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は全体としてレンズレツト・アレイに関
するものであり、更に詳しくいえば、本願出願人
が出願した未決の米国特許出願第912688号(1978
年6月5日付)と第16595号(1979年3月1日付)
に開示されている、たとえば写真機またはテレビ
ジヨンカメラの自動距離決定すなわち自動焦点合
わせに関連して用いられるレンズレツトのような
レンズレツト装置に関するものである。
これらの米国特許出願においては、焦点を合わ
せる離れている光景からの光が対物レンズによ
り、その対物レンズの結像面に近接して設けられ
ている複数のレンズレツトに送られる。各レンズ
レツトは対物レンズの光が出る側の瞳の像を生
じ、各レンズレツトの結像面に近接して一対の光
検出器が配置される。各光検出器は受けた光を示
す出力を発生し、対物レンズが希望の焦点位置に
正しく置かれた時に、各光検出器対の光検出器は
ほぼ同じ量の光を受ける。対物レンズが適正な焦
点位置から動くと、光検出器の出力は等しくなく
なる。この光検出器の不等出力は、正しく焦点を
合わせるために対物レンズを動かさなければなら
ない向きを決定する装置により分析される。
レンズレツト・アレイの中心近くに配置されて
いるレンズレツトは、全体としてそれらの光軸を
中心としてほぼ等しい光を対物レンズから受ける
から、レンズレツトが光検出器に向けて送り出す
光は全体としてその光軸に沿つて放射される。し
かし、レンズレツト・アレイの縁部近くのレンズ
レツトは対物レンズからの光をレンズレツトの光
軸に対してある角度をなして受けるから、そのよ
うなレンズレツトを出た光は、ある一対の光検出
器の一方の光検出器に対し、他方の光検出器より
もより多くの光を与えるような光路を取るため、
2つの光検出器の出力が異なり、対物レンズが実
際には正しい焦点位置にあるのに焦点が合わない
という状態を誤つて指示することがある。
本発明は、対物レンズから出た光を各レンズレ
ツトの光軸により一層平行にして、かつその光軸
を中心としてより対称的に送る補正レンズを対物
レンズとレンズレツト・アレイの間に置くことに
より、各レンズレツトからその光軸を中心として
全体として対称的な映像を結ばせることによつ
て、これまでの技術に見られた困難な問題を解決
するものである。本発明により、2つの光検出器
は各レンズレツトの光軸からほぼ等間隔の位置に
配置できるから、対物レンズが正しい焦点位置に
ある時は、それらの光検出器はほぼ同量の光を受
ける。
以下本発明の実施例の詳細な説明をするにあた
り、先ず、前記米国特許出願に開示の光学装置
を、それに存在する問題点を具体的に明らかにし
て本発明をより明確にするために、第1図〜第3
図を参照して説明する。
第1図で、光学系の対物レンズまたは写真機の
撮影レンズを表すレンズ10は、その光軸12に
沿つて矢印14で示されている向きに動くことが
できる。レンズ10は第1図の左にある光景から
光を受け、その光をレンズ10の結像面に近接し
て設けられているレンズレツト・アレイ16へ向
けて右側へ送る。レンズ10の上側部分からの光
は長い破線20,22,24で示されているよう
な光路に沿つてレンズレツト・アレイ16へ送ら
れ、レンズ10の下側部分からの光は短い破線2
6,28,30で示されているような光路に沿つ
てレンズレツト・アレイ16へ送られる。レンズ
レツト・アレイ16は平坦な第1の表面32と、
レンズレツト36のような複数のレンズレツトで
構成された第2の表面を有する。各レンズレツト
の後方には一対の光検出器を表す一対のドツト3
8,40などが示されている。レンズ10が正し
い焦点位置にある時に光検出器38,40などが
等しい量の光を受けるように、各レンズレツトは
対物レンズ10の光が出る側の瞳孔の映像を結
ぶ。
第2図はそのような一対の光検出器44,46
を示す。それらの光検出器は円48として示され
ているレンズ10の光が出る側の瞳孔の映像の中
に配置されている。光検出器44,46は同じ寸
法で、円48の中心からほぼ等距離の位置に配置
される。光検出器がアレイ16の中心近くにある
と、レンズ10が正しい焦点位置にある時に光検
出器44と46はほぼ同じ量の光を受ける。光検
出器44の中心点50は、対物レンズ10の下側
部分のうち光検出器44が見ている部分の中心部
からの光が入射する点を表し、光検出器46の中
心点52は、対物レンズ10の上側部分のうち光
検出器46が見ている部分の中心部からの光が入
射する点を表す。
再び第1図を参照する。そこにはレンズ10の
上側部分から出た光線54がレンズレツト・アレ
イ16の上方のレンズレツト56の中心に入射す
る様子と、レンズ10の下側部分から出た光線5
8が上方のレンズレツト56の中心に入射してい
る様子が示されている。それら2つの光線はレン
ズレツト56を透過して、このレンズレツト56
に組合わされている光検出器の中心点、たとえば
第2図の中心点50,52に入射す。光線54,
58は第3図および第4図についての説明でも用
いられる。
第3図は第1図のレンズレツト・アレイ16の
上側部分の拡大図であつて、レンズレツト56を
透過する光線54が光検出器60上に集束され、
レンズレツト56を透過する光線58が光検出器
62上に集束されている様子を示している。レン
ズレツト56の光軸は1点鎖線64で示されてい
る。図示を明確にするために、光検出器60,6
2はレンズレツト56から大きく離れた位置にあ
るように示してあるが、実際には光検出器とレン
ズレツトとの間隔は非常に狭い。
光線54,58は、第2図に示されている光検
出器44,46のそれぞれの中心50,52に入
射する光線と同様にして、光検出器60,62の
中心に入射する。光線54,58は光軸64のす
ぐ下側でレンズレツト56に入射し、光軸64の
すぐ上側で光検出器60,62上に集束されるこ
とが第3図からわかるであろう。その結果、光検
出器62によつて受けたエネルギーの方が、光検
出器60に入射したエネルギーよりも長い光路を
通つてきたことになる。更に、光線58が光軸6
4に対して成す角度の方が、光線54が光軸64
に対して成す角度より大きいから、光検出器62
の表面上の光エネルギーの分布は、光検出器60
の表面上の光エネルギー分布より小さくなる。そ
の結果として、光検出器62の出力は、レンズ1
0が正しい焦点位置にある場合でも、光検出器6
0の出力信号より少し小さくなる。光検出器6
0,62の出力信号の差のために、実際には焦点
が正しく合つている場合でも焦点が外れていると
いう誤つた指示を検出装置に与えることがある。
これは一般に望ましくないことである。
次に、本発明の一実施例を、第4図を参照して
詳細に説明する。
第4図はレンズレツト・アレイ16の拡大図
で、上側レンズレツト56と、その光軸64、光
線54,58および光検出器60,62は第3図
に示すのと同じである。しかし、第4図には、光
線54,58がレンズレツト56に達して、レン
ズレツト56から出る時に、それらの光線が第3
図に示すような角度をとらないで、光軸64に全
体として沿つて進むように光線54,58の光路
を曲げるために、レンズレツト16の背面32に
近接して、また背面32上に設けられた補正レン
ズ70も示されている。補正レンズ70はレンズ
レツト・アレイ16の表面32に近接して設けら
れる独立したレンズのこともあれば、レンズレツ
ト・アレイ16の背面としてモールドすることも
できる。補正レンズ70は製作を容易にするため
に球面レンズとすることもできるが、光線54,
58のような光線を光軸64を中心としてより対
称的に送るように、たとえば円筒レンズのような
他の形とすることもできる。光線54はレンズ7
0の点74に入射し、そこで軸64に向つて小さ
な角度で曲げられることが第4図からわかる。ま
た、光線58はレンズ70の点76に入射し、そ
こで光軸64へ向つて、光線74の角度とほぼ同
じ小さな角度だけ曲げられることも第4図からわ
かるであろう。その結果、レンズレツト56から
出る光はほぼ等しい角度で出てから、光軸64に
対してほぼ等しい角度で、およびほぼ等しい距離
だけ進んでから光検出器60,62に入射する。
光検出器60,62は光軸64の両側に光軸64
からほぼ等しい間隔をおいて配置されているか
ら、レンズ10が正しい焦点位置に置かれている
時は、光検出器60,62により受けられる光の
密度はほぼ等しいことがわかるであろう。
レンズレツト・アレイ16の他のレンズレツト
に入射する光はそれらのレンズレツトの光軸へ向
つてもつと大きな角度で曲げられるから、各レン
ズレツトの背後に設けられている各光検出器対は
それらのレンズレツトの光軸から等距離の位置に
配置され、レンズ10が正しい焦点位置にある時
は、各光検出器対は、第4図のレンズレツト56
について示してあるのと同様にして、同じ量の光
を受ける。
写真撮影におけるように光検出器60,62が
可視光線だけに応答することが望ましい場合に
は、波長の長い光すなわち赤外線を除去するフイ
ルタとして補正レンズ70を作ることもできる。
その他の場合には、フイルタはある望ましくない
波長の光をできるだけ除くように作ることができ
る。
以上の説明からわかるように、本発明による焦
点距離決定装置のレンズレツト・アレイと共に用
いる補正レンズによれば、正しい焦点状態にある
ときは、対物レンズの出口側瞳孔の映像をその上
に結ぶ光検出器はほぼ同じ量の光を受けるように
することができる。以上説明した本発明の実施例
には、当業者であれば各種の改変を加えることが
できる。たとえば、前記したように補正レンズ7
0はレンズレツト・アレイの背面として形成され
ているが、レンズレツト・アレイとは別に設けら
れるレンズとすることもでき、また補正レンズ7
0は球面レンズとして示したが、その他の形のレ
ンズとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の対物レンズおよびレンズレツ
ト・アレイを示す略図、第2図は対物レンズの光
が出る側の瞳孔の映像の中に一対の光検出器をど
のようにして位置させるかを示すための略図、第
3図は先行技術におけるアレイの端部近くのレン
ズレツトから一対の光検出器へ送られる光を示す
略図、第4図は本発明の補正レンズを用いた時に
アレイの端部近くのレンズレツトから一対の光検
出器へ送られる光を示す略図である。 10……対物レンズ、16……レンズレツト・
アレイ、36,56……レンズレツト、44,4
6,60,62……光検出器、70……補正レン
ズ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 離れた被写体の映像を結像させるべき第1の
    結像面をもつ対物レンズと; この対物レンズからの光を受ける球面レンズと
    して形成された表面を有するとともに、前記球面
    レンズを透過した光を受けるように配置された、
    光軸をそれぞれ持つ複数のレンズレツトを有する
    透明な部材であつて、前記対物レンズの前記第1
    の結像面の近傍に前記複数のレンズレツトが位置
    して前記各レンズレツトにより形成される映像が
    前記対物レンズの射出瞳を含むように配設され、
    前記表面を透過してきた光が、前記球面レンズに
    より前記各レンズレツトへ向けてその前記光軸に
    沿う方向に近付く方向に向けられ、そして前記各
    レンズレツトによりその光軸におおよそ沿う方向
    に送られて第2の結像面に映像を結像するように
    なつている透明な部材と; 前記透明な部材に近接して前記第2の結像面に
    おいて対として配設された複数の光検出器であつ
    て、光検出器の対のそれぞれが異なるレンズレツ
    トの1つからの光を受け、対をなす光検出器のそ
    れぞれが、自己の組合わされているレンズレツト
    の前記光軸からほぼ等間隔に置かれている複数の
    光検出器と を備えることを特徴とする光学装置。
JP3880480A 1979-03-26 1980-03-26 Optical device using a plurality of lenslet Granted JPS55130524A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/023,865 US4230941A (en) 1979-03-26 1979-03-26 Corrector lens

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS55130524A JPS55130524A (en) 1980-10-09
JPS6333683B2 true JPS6333683B2 (ja) 1988-07-06

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ID=21817654

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JP3880480A Granted JPS55130524A (en) 1979-03-26 1980-03-26 Optical device using a plurality of lenslet

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US (1) US4230941A (ja)
JP (1) JPS55130524A (ja)
DE (1) DE3011054C2 (ja)

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